求近似波函数的一种方法

设H为量子体系的哈密顿算符,以算符(λ-H)和(H-λ)^-1作用于近似波函数ψ_k⁽⁰⁾。我们证明了,如果作用得到的函数中φ_k在H的变量的整个区间是连续、有限和平方可积的,则它们是比ψ_k⁽⁰⁾更接近于本征态ψ_k的近似波函数。由φ_k计算H的平均值接近于以{ψ_k⁽⁰⁾}为无微扰态的二级微扰的计算值。用此法计算类氢离子的极化率,得到很好的结果。     

简并态问题与数论

数论研究的是整数的学问,而量子力学里的量子数大多为整数,于是量子力学和数论就会有一定的关系,某些数论的结论可能直接用到量子力学中来.我们看一道例子.一、一道量子力学问题 设有两个质量均为μ的自旋为零的非全同粒子在一维无限深势阱中运动。两粒子间的相互作用 可作为微扰处理(其中g很小,是正常数).试求准确到一级修正的体系能量表达式. 这是量子力学微扰论问题,为此先要求出未扰体系的本征态.体系原哈密顿算符为它的本征态很容易通过分离变量求得 首先碰到的一个问题是如何标志能级。给足一对数n1,n2,当然就确定了一个N,N=n12+n22,…     

研究类氦原子基态能量的参数微扰法

考虑了类氦原子中电子对核的屏蔽效应,建立了含有屏蔽效应参数的哈密顿算符,并应用微扰理论研究了类氦原子基态能量.通过参数微扰法计算的类氦原子一级近似基态能量与变分法得到的能量完全相同,比无参数微扰法计算的能量更加接近实验值.参数微扰法为研究多电子原子能级和原子能级精细结构提供了一种新的方法.     

变分原理的一点推广

若体系的哈密顿为　 ,其本征值依次排列为 E1≤E2≤ E3≤……,其中用了等号是考虑到可能有简并态存在;则对于满足边界条件的任意函数φ(φ包含有若干参变量),必有 此即量子力学中众所熟知的变分原理,在求算波动方程的近似解时,其重要性乃是不言而喻的.如果这样的φ函数不止一个     

含Chern-Simons项的(2+1)维标量量子电动力学

本文用一种方便的微扰展开方法,将一个含有Chem-Simons项的(2+1)维标量量子电动力学(QED)模型中的标量场φ量子化,在一圈图近似下,导出矢量场A_μ的等效作用量,从而证明有两支(不稳定的)元激发谱。Chern-Simons项的耦合系数不受φ场量子化的影响。     

非简并态微绕能量三级修正和波函数的二级修正

本文介绍了量子力学中非简并态的概念及其哈密顿算符的特征。在此基础之上,又以非简并态微扰论作理论铺垫,推导出了非简并态的能量一级近似、二级近似和波函数的一级近似。再利用能量的一级近似、能量的二级近似和波函数的一级近似推导出了能量的三级修正和其波函数的二级修正。体系的能量本征值问题,除了少数体系（例如谐振子、氢原子等）外,往往不能严格求解。因此,在处理各种实际问题的时候,除了采用适当的模型简化外,往往还需要采用适当的近似解法。例如微扰论,变分法,绝热近似,准经典近似等。各种近似方法都有其优缺点和适用范围,其中应用最广泛的近似方法就是微扰论,这将在本文做详细的讨论。     

含时波包法研究NaH分子的光解截面

采用傅立叶格点哈密顿方法求解含时薛定谔方程、劈裂算符方法传播波函数,计算了NaH分子在三组势能曲线下从初始态X1Σ (v″=0)跃迁到激发态B1Π的光解截面.研究表明影响光解截面最大值及相应光子能量的关键因素是解离阈能,势能曲线间相对小的平移对计算结果影响不大.应用含时量子力学方法计算光解截面时,车比雪夫多项式方案和劈裂算符方法能够给出基本相同的结果.     

国内研究生入学考题选登——量子力学试题

一、设有质量为μ,能量为E>0的粒子在一维势场U(x)中运动:求反射系数和贯穿系数。 二、设在沿Z轴方向的外磁场h作用下的两个磁矩μσ(1),μσ(2)的体系的哈密顿算符为共中　为Pauli矩阵。求此体系的能级及相应的本征波函数。 三、在方盒｜x｜≤a,｜y｜≤a,｜z｜≤a中运动的质量为μ的粒子受到势场的作用,把U看作微扰,求此体系的最低能级到C的二次项和第一激发态的能级到C的一次项。 四、(1)两个入射动量分别为k及-k的中子散射,写出波函数(包括自旋部分)在粒子间的距离r、co时的渐近形式。 (2)设两中子的相互作用可用如下的位势描述 U(r)…     

介绍导出角动量平方算符~2本征值 l(l+1)~2的一种简单方法

量子力学中角动量用算符表示,用 l表示角动量大小(角量子数),那么为何角动量平方算符~2的本征值是 l(l+1)~2,而不是l~2~2(即 L=(l(l+1))~(1/2)而不是     

SiⅠ 3s~23pnd ~3D~0、~1D~0、~3F~0、~1F~0、~3P~0微扰Rydberg系的光谱特征

本文利用多组态Hartree-Fork程序计算和讨论一个外来组态3s3p~3对SiⅠ3s~23pnd~3D~0、~1D~0、~3F~0、~1F~0、~3P~0 Rydberg系的微扰作用和光谱特征,对实验中有争议的微扰元位置进行了合理标定,结果表明,一个比较简单的“完全”系微扰近似代表了这些系谱的主要特征。     

类氦原子基态能量的哈密顿替代法研究

首次将哈密顿替代法用于计算类氦原子基态能量.计算结果与单参数变分法给出的数值相同,比一阶微扰法计算的能量更接近实验值.由于计算过程简单直观,不需选取试探波函数,不受微扰项大小限制,而且近似度高,该方法可在教学中采用.     

从空间转动的几何性质推导角动量对易式

经典力学中把L=r×P叫做角动量.量子力学将r和P看作算符后得到算符(1)(V是微分算符),称L为角动量算符.由定义式(1)出发,经过微分运算可得到角动量算符不同分量间的对易关系(2a) (2b) (2c)这种关于角动量的定义和对易关系的推导方法,不具有普遍意义,它只适用于轨道角动量.而角动量这个量跟系统在转动下的变换性质有本质联系.角动量的对易关系,与体系在转动下的特性密切相关.笔者认为,在量子力学的教学中,如果在利用经典概念建立了量子力学的轨道角动量算符后,能再进一步从体系的转动变换性质推导角动量算符,并给出角动量的一般定义式,对提…     

使线偏振光变为圆偏振光——薄膜1/4波片的设计

在一个折射率为N_2的基片上,镀制一层折射率为N_1=(N_0·N_2)~(12),厚度为d_1=λ/4(N_1~2-N_0~2Sin~2φ_0)~(-1/2)的透明介质薄膜,当一束波长为λ的线偏振光以特定的方位角α,在合适的入射角φ_0下,倾斜辐射到薄膜表面上时,可得到的反射光线为圆偏振光。     

含非线性微扰项的二阶动力学系统的一阶近似守恒量的一种新求法

从一阶近似守恒量的性质出发,把受微扰系统视为未受微扰系统与微扰项的迭加,提出一种分三步求得一阶近似守恒量的新方法:先选择合适的方法求得未受微扰系统的守恒量I0,再考虑微扰项对守恒量I0的影响,最后利用一阶近似守恒量的性质求得一阶近似守恒量.用该方法研究了一实际的受非线性微扰作用的两自由度动力学系统,得到4个稳定的一阶近似守恒量.用坐标变换法和微扰法得到系统一阶近似解的表达式,并讨论4种特殊情况下的一阶近似解.     

论量子力学的公理基础

从三十年代冯·诺伊曼等人的工作开始,量子力学逐渐被看成是一些公理组成的数学体系.量子力学基本公理主要有以下几个: 1.一切微观状态为希尔伯特(Hilbert)空间中的矢量; 2.可观察量相应算符为希尔伯特空间中的线性厄密算符; 3.可观察量与相应算符存在如下关系(本征态情况):其中P──算符,p──相应可观察量,──希尔伯特空间矢量; 4.可观察量的平均值用下式表示(非本征态情况): 从这些公理出发,可以获得量子力学各种重要成果.但是,这些公理看来似乎没有直接的物理意义,因此,资产阶级学者们就利用这一点对量子力学进行歪曲,把量子力学说成…     

微扰法求解铅玻璃中的涡旋空间光孤子

在量子力学的微扰理论框架下,利用微扰法求解得到了1+2维强非局域非线性介质——铅玻璃中二阶微扰修正的"类拉盖尔高斯型"涡旋孤子的近似解析解。从非局域非线性薛定谔方程(NNLSE)出发,以铅玻璃中的真实折射率与Snyder-Mitchell(SM)模型中描述的抛物线型折射率的差值为微扰,以SM模型中的拉盖尔高斯孤子解为基态解,求得了铅玻璃材料中二阶微扰修正的"类拉盖尔高斯型"涡旋孤子的解析解。拓扑荷值分别为1、2、3、4的微扰修正的"类拉盖尔高斯型"光孤子比未加微扰的拉盖尔高斯型光孤子更稳定,非常接近孤子真解的传输行为。     

二级微扰理论的简单例子

找到一个能很好地说明二级微扰理论的例子,是量子力学教师面临的一个共同问题.最常用的例子也许就是氢的二级斯塔克(Stark)效应,或者是基本上相同的情形──氢的(静)电偶极子极化率.氢的二级斯塔克效应中氢原子是受到一均匀外场 E=Ez的微扰.哈密顿中的微扰项为 H=-eEz(1)根据二级微扰理论,基态能的斯塔克移动为式中nlm>和E为未受微扰的氢的态矢量和对应的能量.( 2)式中的求和遍及除基态外的无数中间态,因此这个求和成为课堂讲授时的一个棘手问题.一种方法是需要引进抛物线坐标[1].最近本杂志发表了一种比较简单的方法 [2].已发表的也许最…     

利用∣x》导出λ(x)+μ(p)的本征矢

利用坐标本征矢∣x>在Fock空间的展开式,导出了算符λ(x)+μ(p)在Fock空间的本征矢∣ψ>,并证明了其正交完备性.结果表明,得到的∣ψ>既是完备的,又是正交的,完全可以作为一个表象使用.当λ和μ分别取1和0时, ∣ψ>约化为坐标本征态∣x>,而当λ和μ分别取0和1时, ∣ψ>约化为动量本征态∣p>.因此,∣ψ>所构成的表象是介于坐标表象和动量表象之间的中介表象.     

Ising自旋（S=1／2）反铁磁超晶格低温热力学

利用费米子变换方法,将 Ising 自旋(S=1/2)反铁磁超晶格体系变换为粒子数不守恒的费米子体系.再利用量子统计微扰方法,在二级微扰近似下对周期为L=L_a+L_b(L_a=L_b)的 Ising 自旋(S=1/2)反铁磁超晶格进行了计算,求得了这种超晶格体系的自由能等一些热力学量和温度(T)、周期 L 的关系式.     

评论:“边界振动的微腔中的二能级原子”

<正>在曲照军等的文章中[1]作者声称他们能够解决腔场影响原子问题.在此我们显示出既然他们用于得到相互作用表象的哈密顿的变换不完备所以他们没有解决该问题.我们知道此相互作用的哈密顿量可表示为(h=1)H=ωa■a+ωmb■b+ω0/2σz+g1(a■σ_+σ+a)+g2a■a(b■+b),(1)这里a和a■是单模量子化场的产生与湮灭算符,而b和b■为量子谐振子的产生与湮灭算符,g1是单模辐射场与原子的乡耦合系数,g2是单模辐射场与振动边界的耦合常数.曲照军等人把哈密顿量(1)分解成自由和相互作用两个哈密顿量H=H0+HI.这里